گندے ماضی کے ساتھ ڈی این اے عنصر سیل کی مرمت کی مشینری کو ادھار لے رہا ہے: سرکلر ڈی این اے، جسے حادثاتی ضمنی پروڈکٹ سمجھا جاتا ہے، خود کو کاپی کرنے کے لیے سیل کے ڈی این اے کی مرمت کے طریقہ کار سے قرض لے رہا ہے۔

جریدے میں بدھ کو آن لائن ظاہر ہونے والے ایک نئے کام میں فطرت، ڈیوک یونیورسٹی کی ایک ٹیم نے طے کیا ہے کہ ریٹرو ٹرانسپوسن سیل کے ڈی این اے کی مرمت کے فنکشن کے ایک غیر معروف ٹکڑے کو ہائی جیک کرتے ہیں تاکہ خود کو انگوٹھی جیسی شکل میں بند کر سکیں اور پھر ایک مماثل ڈبل اسٹرینڈ بنائیں۔

یہ دریافت 40 سال کی روایتی دانشمندی کو ظاہر کرتی ہے جس میں کہا گیا ہے کہ یہ انگوٹھیاں صرف خراب جین کی نقل کا ایک بیکار ضمنی پروڈکٹ تھیں۔ یہ کینسر، وائرل انفیکشن اور مدافعتی ردعمل کے بارے میں نئی ​​بصیرت بھی پیش کر سکتا ہے۔

Retrotransposons DNA کے تقریباً 7,000 حروف لمبے حصے ہیں جو پودوں اور جانوروں دونوں کے جینوم کے مختلف حصوں میں خود کو کاپی اور پیسٹ کرتے ہیں۔ ایسا کرنے سے، وہ ڈی این اے کو دوبارہ لکھنے میں کردار ادا کرتے ہیں اور یہ ریگولیٹ کرتے ہیں کہ سیل اپنے جین کو کس طرح استعمال کرتا ہے۔ خیال کیا جاتا ہے کہ ریٹرو ٹرانسپوسن جینوں میں بہت زیادہ تغیرات اور اختراعات کے پیچھے ہیں جو ارتقاء کو آگے بڑھاتے ہیں، اور والدین دونوں سے وراثت میں ملے ہیں۔

بہت سارے مطالعات نے تجویز کیا ہے کہ کروموسوم کے باہر ڈی این اے کے یہ حلقے کسی نہ کسی طرح کینسر کی نشوونما اور بڑھنے میں حصہ لیتے ہیں کیونکہ وہ اپنے ڈی این اے کی ترتیب کے اندر کینسر کو چلانے والے آنکوجینز کو بندرگاہ کرنے کے لئے جانا جاتا ہے۔ ریٹرو وائرس ایچ آئی وی، جو ایڈز کا سبب بنتا ہے، سرکلر ڈی این اے بنانے کے لیے بھی جانا جاتا ہے۔

“میرے خیال میں یہ عناصر جینوم کی حرکیات کا ذریعہ ہیں، جانوروں کے ارتقاء کے لیے اور یہاں تک کہ ہماری روزمرہ کی زندگیوں کو متاثر کرنے کے لیے،” Zhao Zhang (ZZ)، فارماکولوجی اور کینسر بیالوجی کے اسسٹنٹ پروفیسر اور ڈیوک سائنس اینڈ ٹیکنالوجی اسکالر نے کہا۔ “لیکن ہم ابھی بھی ان کے کام کو سراہنے کے عمل میں ہیں۔”

Retrotransposons کافی عام ہیں — وہ انسانی جینوم کا تقریباً 40%، اور مکئی کے 75% سے زیادہ جینوم پر مشتمل ہوتے ہیں — لیکن وہ خود کو کیسے اور کہاں نقل کرتے ہیں ہمیشہ سے تھوڑا سا مضحکہ خیز رہا ہے۔

ژانگ کے پاس ریٹرو وائرس پر ایک موٹی درسی کتاب ہے جس سے اس نے اس مطالعے کے لیے مشورہ کیا تھا۔ انہوں نے کہا کہ کتابوں میں کہا گیا ہے کہ انگوٹھی کی طرح کی ترتیبیں “لکیری ڈی این اے کے دو سروں کو دوبارہ ملا کر تخلیق کی گئی ہیں، اور یہ صرف ایک ڈیڈ اینڈ ہیں، جو کہ ناکام نقل کی ضمنی پیداوار ہیں۔”

پھلوں کی مکھی کے انڈوں کے ساتھ پہلے کام میں، ژانگ کی ٹیم نے ثابت کیا تھا کہ وراثت میں ملنے والے ریٹرو ٹرانسپوسن ‘نرس سیلز’ کا استعمال کرتے ہیں جو انڈے کو فیکٹریوں کے طور پر اپنی بہت سی کاپیاں تیار کرنے کے لیے سپورٹ کرتے ہیں جو کہ مکھی کے بڑھتے ہوئے انڈے کے جینوم میں تقسیم کیے جاتے ہیں۔ اس ماڈل سسٹم نے محققین کو ریٹرو ٹرانسپوسن کے بارے میں مزید جاننے کے لیے مزید زوم ان کرنے کی اجازت دی۔

تازہ ترین کام میں، انھوں نے غیر متوقع طور پر پایا کہ زیادہ تر نئے شامل کیے گئے ریٹرو ٹرانسپوسن میزبان کے جینوم میں ضم ہونے کے بجائے اس سرکلر شکل میں تھے۔ پھر انہوں نے تجربات کا ایک سلسلہ چلایا جس میں سیل کے ڈی این اے کی مرمت کے طریقہ کار کو ایک ایک کر کے یہ معلوم کیا گیا کہ دائرے کیسے اور کہاں بن رہے ہیں۔

جواب: تھوڑا سا مطالعہ شدہ DNA مرمت کا طریقہ کار جسے متبادل آخر میں شامل ہونے والی DNA مرمت کہا جاتا ہے، یا مختصر طور پر alt-EJ، جو ڈبلز پھنسے ہوئے وقفوں کی مرمت کرتا ہے۔ retrotransposon sequences میزبان کی مرمت کی مشینری کے اس حصے کو اپنے واحد پھنسے ہوئے DNA کے سروں کو ایک ساتھ سلائی کرنے کے لیے استعمال کر رہے تھے اور پھر اس کے DNA synthase کا استعمال کرتے ہوئے ایک مماثل ڈبل اسٹرینڈ بنا رہے تھے۔ اچھی پیمائش کے لیے، محققین نے تصدیق کی کہ یہ انسانی خلیات کے اندر بھی عمل ہے۔

لہذا ریٹرو ٹرانسپوسن کوئی میلا حادثہ نہیں ہے۔ وہ دراصل سیل کی تھوڑی سی مشینری کو ہائی جیک کر رہے ہیں تاکہ خود سے زیادہ چیزیں تیار کر سکیں، بالکل اسی طرح جیسے وائرس کرتے ہیں۔

ژانگ نے کہا کہ “ہماری دریافت دراصل نصابی کتاب کے ماڈل کو پلٹ دیتی ہے۔” ژانگ نے کہا، “ہم نے ظاہر کیا کہ نصابی کتاب کی طرف سے تجویز کردہ دوبارہ ملاپ کا واقعہ انگوٹھیوں کی تشکیل کے لیے اہم نہیں ہے۔” “اس کے بجائے، یہ ALT-EJ پاتھ وے ڈرائیونگ سرکل پروڈکشن ہے۔”

ژانگ نے کہا، “میری لیبارٹری فی الحال یہ جانچنے کی کوشش کر رہی ہے کہ آیا سرکلر ڈی این اے نئے جینوم داخل کرنے کے لیے ایک انٹرمیڈیٹ ہو سکتا ہے۔” “ہم یہ بھی جانچ کر رہے ہیں کہ آیا ہمارے مدافعتی نظام کے ذریعے سرکلر ڈی این اے کو مدافعتی ردعمل کو متحرک کرنے کے لیے محسوس کیا جا سکتا ہے۔”

ژانگ نے کہا، “ریٹرو وائرل فیلڈ اور ریٹرو ٹرانسپوسن فیلڈ میں، لوگ سوچتے ہیں کہ سرکلر ڈی این اے صرف ایک معمولی واقعہ ہے، لیکن ہمارا مطالعہ سرکلر ڈی این اے کو سینٹر اسٹیج میں لا رہا ہے۔” “لوگوں کو سرکلر ڈی این اے پر زیادہ توجہ دینی چاہیے۔”

اس مطالعہ کے لیے فنڈنگ ​​نیشنل کینسر انسٹی ٹیوٹ (P01CA247773)، نیشنل انسٹی ٹیوٹ آف ہیلتھ (DP5 OD021355, R01 GM141018) اور Pew Biomedical Scholers Program سے حاصل ہوئی۔